(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インライン真空処理システムにおいて基板上に薄膜を蒸着する方法であって、
ａ）  第１の基板をロードロックチャンバ（２）内に導入するステップと、
ｂ）  前記ロードロックチャンバ内の圧力を下げるステップと、
ｃ）  前記第１の基板を第１の蒸着チャンバ（４）内に移送して、前記第１の基板を第１の基板ホルダ（１１）上に配置するステップと、
ｄ）  前記第１の蒸着チャンバ（４）内において、第１の材料の層を、被覆パラメータの第１のセットを用いて、前記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップと、
ｅ）  前記第１の基板を、前記インライン真空処理システムの、後続する１つ以上の他の蒸着チャンバ（５、６、７）内に、真空を破壊することなく順次移送して、前記第１の基板を、各前記他の蒸着チャンバ内の他の基板ホルダ（１２、１３、１４）上に順次配置し、
ｆ）  前記１つ以上の他の蒸着チャンバ（５、６、７）内のそれぞれにおいて、前記第１の材料のもう１つの層を、前記第１のセットと実質的に同じセットの被覆パラメータを用いて、前記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着することにより、前記ステップｄ）と合せて、２以上の整数であるｎ個の蒸着チャンバ内で、前記第１の材料の層の総厚みが各々１／ｎ層厚を伴うｎ回のステップで蒸着されるステップと、
ｇ）  前記第１の基板をアンロードロックチャンバ（１０）内に移送するステップと、
ｈ）  前記第１の基板を前記インライン真空処理システムから取除くステップと、
ｉ）前記ステップｆ）と同時に、前記第１の蒸着チャンバ（４）内において、前記第１の材料の層を、被覆パラメータの前記第１のセットを用いて、第２の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップとを備え、
被覆パラメータの前記第１のセットは、ガス流と、化学物質と、圧力とを含む、方法。
【請求項２】
前記蒸着するステップは、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＶＤ、または反応性ＰＶＤのうち１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップｂ）は、基板を加熱するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、液体またはガス形態の水のような反応物、ジエチル亜鉛（ｄｅｚ）のような有機金属物質、およびドーパントとしてのジボランを用いる、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
基板のインライン真空処理のための装置であって、
少なくとも１つのロードロックチャンバ（２）と、
各々において蒸着の一部が行われる蒸着チャンバの連鎖を形成して本質的に同じセットの被覆パラメータで操作される、少なくとも第１の蒸着チャンバ（４）、および、後続する１つ以上の他の蒸着チャンバ（５、６、７）と、
少なくとも１つのアンロードロックチャンバ（１０）と、
前記第１の蒸着チャンバおよび前記１つ以上の他の蒸着チャンバを通して、および前記第１のチャンバおよび前記１つ以上の他の蒸着チャンバ内で、基板を搬送するための手段であって、引込め可能な車輪またはローラ（３６）を含むとともに、基板を前記車輪またはローラから持上げるように構成された、垂直に移動可能なピンを有する手段と、
以下のステップを実行するように前記第１の蒸着チャンバ（４）および前記１つ以上の他の蒸着チャンバ（５、６、７）を制御する手段とを備え、前記ステップは、
（ａ）  前記第１の蒸着チャンバ（４）内で被覆パラメータの第１のセットを用いて第１の基板上に第１の材料の層を少なくとも部分的に蒸着するステップと、
（ｂ）  前記１つ以上の他の蒸着チャンバ（５、６、７）内のそれぞれで前記第１のセットと実質的に同じセットの被覆パラメータを用いて前記第１の基板上に第１の材料のさらなる層を少なくとも部分的に蒸着し、前記ステップ（ａ）と合せて、２以上の整数であるｎ個の蒸着チャンバ内で、前記第１の材料の層の総厚みが各々１／ｎ層厚を伴うｎ回のステップで蒸着されるステップと、
（ｃ）  前記ステップ（ｂ）と同時に、前記第１の蒸着チャンバ（４）内で被覆パラメータの前記第１のセットを用いて第２の基板上に前記第１の材料の層を少なくとも部分的に蒸着するステップとを含み、
被覆パラメータの前記第１のセットは、ガス流と、化学物質と、圧力とを含む、装置。
【請求項６】
前記第１および前記１つ以上の他の蒸着チャンバ（４、５、６、７）ならびに前記ロードロックおよびアンロードロックチャンバ（２、１０）は、順々に直線状に配置されており、前記チャンバの下側には、基板を上側チャンバの蒸着プロセスに対して反対の方向に移動させるために、戻り輸送手段（２１−２６）が配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ロードステーション（１）をさらに備え、これは、被膜された基板を、少なくとも作業者または機械がそれを取扱うことができる場所で受取り、それを別に保管するために、処理された基板を前記戻り輸送手段から持上げるための昇降機であるエレベータを含む、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板、特に１ｍ２以上の大きさの大面積基板の真空処理のための、いわゆるインラインコンセプトに従った装置に関する。ある好ましい実施例において、薄膜太陽電池用の、たとえば太陽電池、特に薄膜太陽電池などのシリコン系太陽電池の分野におけるフロントおよびバックコンタクト層用の、酸化亜鉛（ＺｎＯ）層の化学気相成長法（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）のためのシステムが説明される。さらに、このシステムは、化学気相成長法が適用される大面積被覆におけるすべての用途に用いられてもよい。
【背景技術】
【０００２】
定義
システム、装置、処理設備、機器は、少なくともこの発明のある実施例について互いに交換可能にこの開示中で用いられる用語である。
【０００３】
この発明の意味における「処理」には、基板に作用する任意の化学的、物理的、または機械的効果が含まれる。
【０００４】
この発明の意味における基板は、この発明の真空処理装置において処理される構成部品、部品、またはワークピースである。基板には、限定されないが、矩形、正方形、または円形の平坦で板状の部品が含まれる。ある好ましい実施例において、この発明は、薄いガラス板などの大きさ＞１ｍ２の本質的に平面の基板向けである。
【０００５】
ＣＶＤ化学気相成長法は、加熱された基板上への層の蒸着（deposition）を可能にする周知の技術である。通常液状またはガス状の前駆体材料は、処理システムに送られており、ここでこの前駆体材料の熱反応が上記層の蒸着をもたらす。ＬＰＣＶＤは、減圧（low pressure）ＣＶＤに対する一般的な用語である。
【０００６】
ＤＥＺ−ジエチル亜鉛は、真空処理設備においてＴＣＯ層を生産するための前駆体材料である。
【０００７】
ＴＣＯまたはＴＣＯ層は、透明導電膜である。
層、被膜、蒸着物、および膜という用語は、真空処理設備において蒸着された膜に対して、それがＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、プラズマ増強ＣＶＤ（plasma enhanced CVD：ＰＥＣＶＤ）、またはＰＶＤ（physical vapor deposition：物理的気相成長法）であろうとも、この開示中で互いに交換可能に用いられる。
【０００８】
太陽電池または光電池は、光（本質的には太陽光）を光電効果によって直接エネルギに変換することができる電気構成部品である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明の背景
インライン真空処理システムは、この技術分野において周知である。ＵＳ４，３５８，４７２またはＥＰ０  ５７５  ０５５には、その種のシステムが示されている。大まかにいうと、そのようなシステムは、真空環境での基板のための細長い輸送経路を含む。上記輸送経路に沿って、加熱、冷却、蒸着（ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、…）、エッチング、または制御手段などの、上記基板に作用するさまざまな処理手段が使用されてもよい。
そのようなプロセスのクロスコンタミネーションが回避されなければならない場合、有利には、バルブまたはゲートが用いられて、ある区分を互いに分離する。そのようなバルブは、基板が上記区分のうち１つから別の区分へ通過することを可能にし、ある区分での処理中、閉じているであろう。通常そのような区分は、プロセスステーションまたはプロセスモジュール（process module：ＰＭ）と呼ばれる。ウェハ、ガラス板、プラスチック基板などの個別の基板が用いられる場合、処理は、連続にまたは不連続に行なわれてもよい。前者の場合、基板は処理中、処理手段（ランプ、冷却器、蒸着源、…）を通過し、後者の場合、基板は処理中、固定位置に保持される。システムを通しての輸送は、ローラ、ベルト駆動、または線形モータシステム（たとえばＵＳ５，１７０，７１４）などの多くの方法で行なうことができる。基板の配向は、垂直もしくは水平またはある程度の角度に傾いていてもよい。多くの用途において、輸送の間、基板を担体に置くことが有利である。
【００１０】
輸送経路は、線形（一方向）もしくは二つ折り線形（同じ通路を行き来する）であり、または代替例においては別途の戻り経路を備えていてもよい。上記の往復経路の配置は、互いに隣り合っていても、またはたとえばＵＳ５，６５８，１１４に示されるように一方が他方の上に積み重ねられた配置であってもよい。
【００１１】
有利には、ロードおよびアンロードのためならびに真空環境への出入りのために、別途のロード／アンロードステーションが設けられていてもよい（「ロードロック」）。こうして、真空の輸送経路への出入りは、プロセスチャンバ内の真空状態に影響することなく行なわれてもよい。
【００１２】
この基本説明において、ポンプ、電気および水供給、排気、ガス供給、制御などのようなさらに必要な設備については、必要であることが当業者はわかるであろうから、言及しない。
【００１３】
経済的要請により、大面積基板を被覆することが重要である。特にこれは、ソーラーおよびディスプレイ産業において重要である。したがって、そのようなインラインシステムが用いられて、プロセスステーションからプロセスステーションへと順次輸送される一連の基板を処理している。ｎ個のプロセスステーションを備えたシステムにおいては、ｎ個の基板を一度に扱う／処理することができ、（処理時間に関して）最も遅いステーションの処理時間が、システムのスループットを決定する。
【００１４】
ＰＶ（photo voltaic：光起電力）産業において、ディスプレイ産業と同様に、ＴＣＯ層を太陽電池およびＴＦＴ（thin film transistor：薄膜トランジスタ）用途に用いる。ＩＴＯ（酸化インジウム錫）またはＺｎＯ（酸化亜鉛）が広く用いられる。しかしながら、ＺｎＯ層は、太陽電池用途のための導電性コンタクト材料として特に優れた性能を示す。太陽電池は、従来から半導体ウェハに基づいて製造されている。しかしながら、シリコンウェハに対する需要の高まりは、シリコンの薄い層と、ｐまたはｎドープされたシリコンと、活性部分のためのＴＣＯ層とが蒸着されたガラス、金属、またはプラスチックに基づいた、いわゆる薄膜太陽電池に対する需要を増加させた。上述のように、層蒸着の、ある程度の均一性が得られる場合は、大きな基板は、ウェハよりも経済的に製造することができる。以前の試みは、大方、やや小さな基板サイズについて行なわれてきた。薄膜太陽電池用途のために施されるＺｎＯ層（およびシリコン層）は、個々の電池のシリアルスイッチングを可能にするためにはパターン化される必要がある。そのようなセル分離（「スクライビング」と呼ばれる）は、通常、レーザシステムによって実現される。材料を、予め規定された線またはパターンに沿って、ある深さまでレーザアブレーションすると、被覆された基板の、ある領域が他から電気的に絶縁される。基板範囲全体にわたった確実に均一な層特性は、薄膜太陽電池の性能および効率のために必須であることがたやすく理解されるであろう。基板の厚みまたは層の厚みに変動があると、基板の線またはスクライビ
ングが十分にスクライブされない結果となるであろう。
【００１５】
太陽電池またはディスプレイの商業製造における別の要素は、用いる処理設備のスループットである。基本的に、システム上の基板の輸送のための時間は、最短化されて、所定の蒸着速度での高いスループットを可能にしなくてはならない。ほとんどの用途において蒸着前に基板を昇温させる必要があるため、状況はさらに悪くなる。ロード／アンロード、加熱、蒸着のためにたった１つのチャンバを含むシステム設計において、反応器の使用時間のほとんどは、基板を昇温させ、輸送するために用いられる。したがって、単純で製造しやすくはあるが、単一チャンバアプローチは、上記の経済的不利益によりあまり好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、この発明は、この技術範囲で知られている不利益を回避し、かつその上基板の経済的真空処理を行なうことを可能にするインライン真空処理システムを提案することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に従ったインライン真空処理システムの断面図である。
【図２】この発明の処理システムにおいて用いられる赤外線ヒータアレイを示す図である。
【図３】この発明に従った反応器／プロセスモジュールＰＭの概略図である。
【図４】プロセスモジュールのガス注入部をより詳細に表わす図である。
【図５】境界要素５１を備えたホットテーブル５３を示す図であり、図５ｂは、この境界要素の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明に従った解決手段
この発明に従ったインライン真空処理システムにおいて基板上に薄膜を蒸着する方法は、ａ）第１の基板をロードロックチャンバ内に導入するステップと、ｂ）上記チャンバ内の圧力を下げるステップと、ｃ）上記第１の基板を第１の蒸着チャンバ内に移送するステップと、ｄ）第１の材料の層を、被覆パラメータの第１のセットを用いて、上記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップと、ｅ）上記第１の基板を、上記インラインシステムの第２の後続蒸着チャンバ内に、真空を破壊することなく移送するステップと、ｆ）上記第１の材料のもう１つの層を、実質的に同じセットのパラメータを用いて、上記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップと、ｇ）上記第１の基板をロードロックチャンバ内に移送するステップと、ｈ）上記第１の基板を上記システムから取除くステップとを含み、ステップｆ）と同時に、第２の基板がステップｄ）に従って上記インライン真空システムにおいて処理されている。
【００１９】
基板のインライン真空処理のための装置は、少なくとも１つのロードロックチャンバと、本質的に同じセットの被覆パラメータで操作される少なくとも２つの蒸着チャンバと、少なくとも１つのアンロードロックチャンバと、さまざまなチャンバを通しておよびさまざまなチャンバ内で、基板を移送し、後処理し、および／または取扱うための手段とを含む。
【００２０】
発明の詳細な説明
図１には、４つのＰＭ（process module：プロセスモジュール）を備えたこの発明のある実施例が示されているが、少なくとも２つのＰＭを備えた他の構成が経済的に実行可能である。好ましくはガラスである基板は、３から４ｍｍの範囲の厚みがあり、インラインシステムのロードステーション１内に個々に送られる。このステーションは、たとえばハ
ンドリングシステム（ロボット）からインラインシステムへ、たとえば担体内への安全な受渡しを可能にする。ロードステーション１から、基板はベルトコンベアシステム（図示せず）によってロードロック２内に輸送され、この輸送はローラによって行われる。ロードロック２内で圧力は、真空ポンプ（図示せず）によって基板のさらなる移送を可能にするレベルまで下げられる。同時に、基板は、赤外線ヒータのアレイ３によって昇温されている。移送圧力および所望の基板温度に達するとすぐに、基板は後続のプロセスモジュール４−７が完了するまでロードロック内で待機する。プロセスモジュールのデコンタミネーション（クリーニング、通常エッチングガスによる）および続いてのおよそ０．１ｍｂａｒの移送圧力までのポンプダウン（pump down）の後、「ロードロック入口」３とＰＭ４との間のゲートバルブ８、およびＰＭ７と「ロードロック出口」１０との間のゲートバルブ９が開き、基板は、ローラによってシステムを通して、レーザバリアによって示される基板の（次の）位置に達するまで輸送される。ＰＭ７にあった基板は、ロードロック出口１０に入り、ＰＭ４で以前に処理された基板は、ＰＭ５に位置決めされ、以下同様である。
【００２１】
ＰＭ４−７において、基板は、輸送ローラの上に静止して載っているホットプレート／基板ホルダ１１−１４の上方に位置決めされている。基板ホルダは、垂直に引込め可能かつ伸張可能なピンを示し、このピンは、ホットプレートを貫通する。上記ピンは、上方へ移動し、輸送しているローラシステムから基板を持上げる。次に、輸送ローラ３６（図３参照）は、基板底部から横に軌道に戻される。次に、ピンを下げることによって、基板をそれぞれ基板ホルダ１１−１４または３５の上に位置決めすることができる。基板をＰＭから取除くためには、説明されたシーケンスは、逆の順序で行なわれるであろう。
【００２２】
この発明の１つの実施例において、１２−１６本のピンが設置されて、１１００ｍｍ×１３００ｍｍの基板の良好な重量分布を可能にする。ピンは、ステンレス鋼から作られ、直径が６ｍｍであり、ホットテーブル／基板ホルダ１１−１４に挿入されたブッシング内を誘導されてもよい。有利には、基板の損傷を避けるために、ピンの先端は、プラスチックキャップ（たとえばSelasol）を設けられていてもよい。上記ピンの数および機械的特性は、仕様に応じて調節されてもよい。
【００２３】
１つの実施例において、ピンは、ＰＭの底部、ホットテーブルの下側に設置された液圧もしくは空気圧シリンダまたはそれぞれのモータのような一般的な持上げ機構によって作動される。ピンは、たとえば鋼鉄から作られたプレートの上に載っており、上記の一般的な持上げ機構によって上下に移動される。ピンがブッシング内で詰まらないようにするために、ピンは有利には上記プレートと固定的に接続されてはおらず、単に上記プレートに載っている。しかしながら、下へ移動中に追加の牽引力をピンにかけるために、上記ピンと相互作用する上記プレートに永久磁石が組込まれていてもよい。後者は、この用途については、フェライト鋼から作られていてもよく、または、鉄鋳ぐるみを示してもよい。
【００２４】
上述の加熱された基板ホルダ１１−１４は、上記プロセスモジュール４−７で異なるプロセスを行なうために、異なる加熱状態（基板温度、昇温時間、および基板温度の均一性など）を可能にするように設計されていてもよい。基板ホルダ／ホットプレート１１−１４は、有利には、基板がその面全体にわたって接触されて、良好な熱伝達を可能にすることを可能とする。ホットプレートのもう１つの好ましい実施例は、図５に示されている。ホットプレート５３は、基板５０を上に置くための領域を有する。上記支持領域の端縁領域は、境界要素５１を含む肩部を呈する。この境界要素は、ホットプレート５３の窪みに載っている。境界要素は、基板が部分的に境界要素５１と重なり、熱伝達を可能にするよう設計されているが、同時に、基板５０によって影響されない領域を有する。有利には、直接接触が存在しないように、０．５ｍｍの小さな間隙が基板５０と境界要素５１との間に設けられている。結果として、境界要素５１の形状は、基板の枠に例えることができる
。境界要素は、さらに、ポケットに組込まれた電気加熱要素であり得る加熱要素５２を含む。上記境界要素の利点は以下のとおりである。
【００２５】
−別途の加熱要素５２によって、基板の端縁領域の温度を別途制御することが可能となる。これは、端縁での熱伝達（放射損失）の高まりを補償すること（compensation）を可能にする。
【００２６】
−蒸着プロセス中、基板５０のみならず、境界要素５１およびホットプレート５３も被覆され、クリーニングされる必要がある。被覆プロセスの性質から、境界要素５１は、他の領域よりも影響を受ける。より小さいため、境界要素５１は、ホットテーブル５３全体よりも簡単に交換することができる。
【００２７】
−境界要素５１と基板５０との間の小さな間隙は、端縁領域に連続被膜が発生しないようにする。
【００２８】
−蒸着中、被覆プロセスは、余剰の蒸着ガスがある状態で行なわれる。この未使用の排ガスは、真空ポンプを介して抜かれなくてはならない。排ガスは、排気システム内の領域およびポンプ自体と反応する傾向があり、次第にそれらを被覆することによって、保守整備の必要を生じさせる。しかしながら、基板５０への熱伝達のためには用いられない境界要素５１の領域は、ゲッター効果（そのような未使用のガスを引付ける）を有する。交換しやすいため、境界要素５１は、システム全体の停止時間を短縮することを可能にする。
【００２９】
境界要素５１の設計は、図５に断面図で示されるようであり得る。図５ｂには、リッジ５４を備えた代替的な設計が示されている。有利には、このリッジの高さは、基板の厚みと同じになるように選択されるが、必要な場合異なってもよい。
【００３０】
この発明のプロセスは、ジボランやＤＥＺなどのワーキングガスを、プロセスチャンバにガスシャワーシステム１５−１８を通して注入することから始まってもよい。プロセスチャンバ４−７の各々は、個々のガスシャワーシステムを備えているだろうが、いくつかのまたはすべてのガスシャワー１５−１８は、同じガス注入および混合システム（図１に示さず）によって供給を受けてもよい。
【００３１】
上述のインラインシステムにおいて基板を処理するためのこの発明の方法に従って、層の蒸着は、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）と水とを気相状態で０．３ｍｂａｒから１．３ｍｂａｒの間の圧力範囲で混合することによって行われる。膜は、好ましくは、成長速度が温度とガスの利用率との関数である高温面上に形成される。ＺｎＯ層の蒸着における１つの目標は、その導電性を向上させることである。ジボラン（Ｂ2Ｈ6）が反応混合物に加えられ、透明導電性酸化膜（Transparent Conductive Oxide：ＴＣＯ）層のドーピングをさせる。
【００３２】
この発明のインラインシステムの設計により、層を、ｎ回の各々１／ｎ層厚みを伴うステップで蒸着し、これによりそれぞれの数のＰＭを通過した後に全体の厚みに達するようにすることができる。同等の処理特性（すべてのガスシャワーは同じガス供給システムによって供給される、等しいまたは同等の処理回数、同等の圧力およびガス流）を備えたこういったＰＭのもう１つの利点は、クロスコンタミネーションが問題とならないため、ゲートバルブなどによってＰＭを互いに分離する必要がないことである。基本的に、ＰＭは、その都度蒸着の一部が行なわれる個々のヒータプレートを備えた一連の蒸着チャンバを形成する。
【００３３】
すべての蒸着ステップを行なった後、基板は、ロードロック出口１０へゲートバルブ９
を通してローラシステム上を移送される。そこで（第１の）冷却を行なう間、基板は大気圧に晒される。ロードロック出口１０が大気圧に達するとすぐに、基板は、ロードロック１０内のローラシステムとアンロード装置１９上のベルトコンベアシステムとによってアンロード装置１９へ移送される。
【００３４】
次に、基板は、アンロード装置１９内にある昇降機器２０によって戻りラインの高さまで移送される。戻りラインは、独立して動作し、かつ基板を段階的にロードテーブル１に移送するいくつかのベルトコンベア装置２１−２６を含んでもよい。これに代えて、単一のコンベアを使用してもよい。前述の段階的動きは、ガラス基板をシステムの保護された環境内にできるだけ長く留めることと、基板を移送温度まで冷ますこととを可能にする。この温度は、基板を保管し、設備へおよび設備から輸送するために用いられる外部ハンドリングシステムによって許容される最高温度によって決定される。ロードステーション自体は、基板を、戻りラインの高さから輸送または蒸着の高さまで戻すことを可能にする昇降機器２７を備えており、基板は、最終的にこの輸送または蒸着の高さで、外部ロードシステム（図示せず）によって拾い上げられる。
【００３５】
ある好ましい実施例において、４つの蒸着チャンバ（ＰＭ）が用いられる。すべてのホットプレート１１−１４は、１６０から２００℃の間のほぼ同じ温度設定であり、、好ましくは１８０℃である。ロードロック入口３内のヒータアレイは、基板を約１７５℃という上記意図された蒸着温度よりもわずかに高く加熱しておいて、移送中の熱損失を補償する。ロードロックシステム内での非均一な加熱が有益であることも示されている。ガラスの端縁領域は、中央部分より約１０℃高い温度まで加熱される。しかしながら、この温度勾配は、ガラスの第１のホットプレート１１までの移送速度に依存する。図２にはロードロックシステムにおいて用いられる典型的な赤外線ヒータアレイが示されている。このアレイは、たとえば６つの独立したヒータ領域２８−３３（２８−３１は横方向に配置されており、３２および３３は縦方向に配置されている）に分割されており、各アレイの温度は、基板温度を測定する赤外線高温計によって制御されている。コスト節約を目的として、いくつかのヒータアレイは一括にされ、単一の制御高温計のみを用いてもよい。たとえば、領域２９および領域３０は、ガラス基板の中央温度を発生させており、領域３１および３０は端縁部分の一方の部分を、２８および３２は他方の部分の温度を発生させている。均一性向上のため、加熱中に、基板を輸送方向に前後にわずかに移動させることも有益である。それにもかかわらず、上述の温度傾斜を実現することができる。
【００３６】
高温計によるガラス温度の正しい制御を可能にするために、ランプヒータを除く基板近傍のすべての温度が、基板温度より低いように、チャンバ壁を冷却することは有益であると考えられている。
【００３７】
蒸着について鍵となる要素は、基板の温度である。基板の温度は、層の膜厚に直接影響を与えることにより、膜の均一性に影響を与えるからである。上述のように、基板は、既に加熱された第１の蒸着チャンバ（ＰＭ）２に移送される。一般的に、蒸着の開始において、基板上の熱分布は均一であることが所望される。しかしながら、ソーラー用途においては、不均一の温度プロファイルを有し、結果としてガラス上で不均一の厚みプロファイルを有することが有益なことがあることが示されている。たとえば、端縁領域でＺｎＯの厚みがより厚いことは、薄膜太陽電池については利点であると見られている。ボロンをドープされたＺｎＯ層の劣化は、通常、端縁領域においてより大きく、よって、時間が経つと薄膜コンタクトエリアのコンダクタンスを低下させる。よって、この劣化の増大は、端縁層の厚みがより厚いことによって補償することができ、これにより、経時後、ＺｎＯコンタクト層の全体抵抗は、均一かつ１５Ｏｈｍ平方という要請値未満である。
【００３８】
上述のように、個々に加熱された境界要素５１を備えた加熱プレート５３は、調節され
た、均一な温度／被膜プロファイルも、基板の端縁領域で層の厚みが増大された不均一な被膜プロファイルと同様に可能にする。
【００３９】
この発明に従った１つの実施例において、３領域アプローチが選択されている。２つの領域は、ホットプレート５３の中央プレートに位置しており、１つの領域は、境界要素５１によって表わされ、中央プレートから分離され、熱的に独立して制御されている。中央領域の温度は約１７５℃であり、端縁領域は、１９０℃に設定されている。このようにして、外側端縁領域は、ガラス基板から周囲の領域への熱損失を補償するか、または過補償さえするものとする。
【００４０】
図３には、実際の反応が起こる反応器／プロセスモジュールの概略図が示されている。基板３５は、ヒータテーブル３４（ホットテーブル）の上に置かれている。（引込め可能な）輸送ローラ３６とともにガスシャワーアセンブリ３７、３８が示されている。ガスシャワーアセンブリは、２つの部分、それぞれガス注入部３７とガス分配部３８とを含む。
【００４１】
ガス注入部は、図４により詳細に示されており、ガスがプロセスチャンバ（ＰＭ）４１に流入してもよい明確に規定された穴を備えたガスパイプを含む。約０．５ｍｂａｒというＰＭ４１内の圧力を維持し、かつガス注入部を通しておよそ１−２標準リットル（１０００−２０００ｓｃｃｍ）のガス流を流した結果、ガス注入パイプ内の圧力は、５ｍｂａｒから２０ｍｂａｒの間となる。ガス注入パイプは、互いに平行に配置されており、ガス混合室４２に均一にガスを供給する。これは、ガス注入パイプにある等間隔に配置された穴３９、４０によってなされる。
【００４２】
２つのアレイのガス注入パイプが存在し、水蒸気のためのもの３９と、ＤＥＺおよびジボランのためのもの４０とである。
【００４３】
ガス分配部３８は、ガスシャワープレートとして設計されており、ガスを、明確に規定された穴パターンの一面に、基板の特定の領域まで分配する。
【００４４】
概要
インライン真空処理システムにおいて基板上に薄膜を蒸着する方法は、以下のステップを含む。
【００４５】
ａ）  第１の基板をロードロックチャンバ内に導入するステップ。
ｂ）  上記チャンバ内の圧力を下げるステップ。
【００４６】
ｃ）  上記第１の基板を第１の蒸着チャンバ内に移送するステップ。
ｄ）  第１の材料の層を、被覆パラメータの第１のセットを用いて、上記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップ。
【００４７】
ｅ）  上記第１の基板を、上記インラインシステムの第２の後続の蒸着チャンバ内に、真空を破壊することなく移送するステップ。
【００４８】
ｆ）  上記第１の材料のもう１つの層を、実質的に同じセットのパラメータを用いて、上記第１の基板上に少なくとも部分的に蒸着するステップ。
【００４９】
ｇ）  上記第１の基板をロードロックチャンバ内に移送するステップ。
ｈ）  上記第１の基板をこのシステムから取除くステップ。
【００５０】
さらに、ステップｆ）と同時に、第２の基板がステップｄ）に従って上記インライン真
空システムにおいて処理されている。
【００５１】
上記の方法の実施例は、以下を含むか、または含んでもよい。
−蒸着パラメータの上記第１のセットは、ガス流と、化学物質と、圧力とを含む。
【００５２】
−上記層は、透明導電性酸化膜を含む。
−上記蒸着するステップは、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＶＤ、または反応性ＰＶＤのうち１つを含む。
【００５３】
−ステップｂ）は、基板を加熱するステップをさらに含む。
−上記部分的な被膜は、上記蒸着チャンバ内で、所望の総厚みの均等な１／ｎ分蒸着される。
【００５４】
−上記減圧化学気相成長法は、０．３から１．１ｍｂａｒの間の圧力範囲で行なわれる。
【００５５】
−上記基板の材料は、重合体、金属、またはガラスのうち１つである。
−上記基板は板状であり、全プロセスの間、水平に横たわっている。
【００５６】
−上記板状基板は、大きさが少なくとも１ｍ2であり、厚みが０．３ｍｍから５ｃｍの間、好ましくは２から５ｍｍの間である。
【００５７】
−上記基板上の上記ＴＣＯ膜は、太陽電池用のフロントコンタクト電極である。
−上記基板上の上記ＴＣＯ膜は、太陽電池用のバックコンタクト電極である。
【００５８】
−上記ＴＣＯ膜は、酸化亜鉛または酸化錫である。
−上記方法は、液体またはガスの形態の水のような反応物、有機金属物質、たとえばジエチル亜鉛（ｄｅｚ）、およびドーパントとしてのジボランを用いてもよい。
【００５９】
基板のインライン真空処理のための装置は、
−少なくとも１つのロードロックチャンバと、
−本質的に同じセットの被覆パラメータで操作される少なくとも２つの蒸着チャンバと、
−少なくとも１つのアンロードロックチャンバと、
−さまざまなチャンバを通しておよびさまざまなチャンバ内で、基板を移送し、後処理し、および／または取扱うための手段とを含む。
【００６０】
さらなる実施例において、上記装置は、以下を含むか、または含んでもよい。
−加熱手段と、真空状態を生成し、維持するためのポンプ手段と、基板輸送のための手段と、不活性および／またはワーキングおよび／または蒸着ガスなどのガスを導入する手段とを含むロードロックチャンバ。加熱手段は、赤外線モジュールを含む。
【００６１】
−ロードロックチャンバは、基板の輸送のための手段としてベルトコンベアを含む。蒸着チャンバは、蒸着中の基板支持のための手段と、基板輸送のための手段と、蒸着に必要な反応物を導入する手段と、真空ポンプと、加熱手段とを有する。
【００６２】
−蒸着チャンバ内の基板輸送のための手段は、内部冷却された引込め可能な車輪またはローラであり、基板支持のための手段は、基板をローラから持上げるように構成された垂直に移動可能なピンである。
【００６３】
−シャワーヘッド原理に従って設計された蒸着に必要な反応物を導入する手段。
−アンロードロックチャンバは、基板輸送および／または冷却および／または排気のための手段を含む。
【００６４】
−ロードロックチャンバは、少なくとも作業者、ロボット、または別の処理システムから基板を受取るための移送手段を設けられたロードステーションによって供給を受ける基板入口を有する。
【００６５】
−チャンバならびにロードおよびアンロードステーションは、冷却手段を蒸着プロセスラインの設置面積内に含めつつ、処理された基板を最終的に周囲温度状態まで冷却するために、チャンバの下側に、上側チャンバの蒸着プロセスとそれぞれ逆方向に移動する後処理手段、すなわち戻り輸送手段を置くことができるように、順々に（鎖のように）直線状に配置される。
【００６６】
−ロードステーションは、被覆された基板を、少なくとも作業者または機械がそれを取扱うことができる場所で受取り、それを別に保管するために、処理された基板を戻り輸送手段から持上げるための昇降機すなわちエレベータを有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５ｂ】
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